HBx劫持DDB1参与p16（INK4a）基因的调控与肝癌发生相关机制的研究

Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common malignant tumors in China and more than 90% of patients with primary liver cancer are carriers of hepatitis B virus (HBV), studies have shown that HBV encoded oncogene HBx can interact with host factors and interfere with the intracellular physiological activities of host cell signal transduction, gene transcription and DNA repair, which is critical for hepatocarcinogenesis, However the mechanism is not clear. We demonstrated that HBV could inhibit DNA repair and induce cell resistance to chemotherapy drugs such as cisplatin. In order to explain this phenomenon, we further studied the effects of HBx on the regulation of cell epigenetic and gene expression: HBx competitively dissociated the assembly of CRL4-WDR70 ubiquitin ligase, which inhibited the expression of p16(INK4a) by down regulating H2B mono-ubiquitination at its gene site and blocked the cell senescence pathway. Taking a start of p16(INK4a) expression, we plan to discuss the disorder of histone modifications and DNA methylation at the gene promoter location cased by deficiency of CRL4-WDR70-uH2B pathway, aimed to provide new ideas for the HBV related hepatocarcinogenesis and screening of drug targets.

原发性肝癌是我国常见的恶性肿瘤之一，90%以上的肝癌患者是乙型肝炎病毒（HBV）的携带者，研究表明HBV编码的癌基因HBx与众多宿主因子互作密切，干扰宿主细胞的信号转导、基因转录和DNA修复等生理活动，是促进肝癌发生的重要因素，但其具体机制尚不明确。我们证明HBV能同时抑制DNA修复和诱导细胞对顺铂等药物的抗性。为解释这一现象，我们进一步研究了HBx对细胞表观遗传和基因表达调控的干扰：HBx竞争性地解离CRL4-WDR70泛素化酶的组装，通过抑制衰老基因p16（INK4a）位点H2B单泛素化修饰而下调该基因的表达，并阻断细胞衰老机制。本项目将以p16（INK4a）基因表达的表观遗传调控为切入点，探讨HBx通过干扰CRL4-WDR70-H2B泛素化信号通路导致p16（INK4a）启动子局域组蛋白修饰和DNA甲基化调控的紊乱，为阐明HBV相关肝癌的发病/药物耐受机制和筛选药物靶点提供新的思路。

我国绝大多数肝癌患者是乙型肝炎病毒（HBV）的携带者，研究表明HBx是关键的癌基因，因此阐明HBV/HBx在肝癌发生发展中的关键作用，开发特异性的病理靶向药物，对肝癌的临床治疗具有巨大的价值。我们在前期研究中发现HBx竞争性地结合CRL-WDR70泛素连接酶并干扰其生物学功能，包括DNA修复和基因表达。随着项目的实施，我们基本阐明HBx干扰CRL-WDR70复合体抑制p16INK4a基因表达的分子机制是HBx破坏染色质重塑从而导致启动子区域DNA甲基化水平增高，并构建了uH2B-DOT1L-2meH3K79-DNA甲基化的表观遗传调控网络。进一步的研究中，我们发现HBx抑制CRL4-WDR70在同源重组中的DNA末端回切功能，导致损伤修复的缺陷和基因组的不稳定，由于p16INK4a基因表达的失常，基因组不稳定的细胞从衰老机制中逃逸，导致突变的积累最终引发肿瘤，这可能是HBV推动肝癌发生的关键因素。利用基因组高通量测序，我们还证明HBV相关肝癌是一种典型同源重组缺陷型肿瘤，因此提出利用同源重组缺陷型肿瘤病理靶向药物PARP抑制剂治疗HBV相关肝癌的新方案，并在PDX动物模型中获得了较好的抗肿瘤效应。这些研究对阐明HBV相关肝癌的分子病因及其临床治疗具有深远的意义。